DE1179362B

DE1179362B - Verfahren zur Nachbehandlung von Polyurethanschaumstoffen

Info

Publication number: DE1179362B
Application number: DEB68066A
Authority: DE
Inventors: Johann Bauer; Aloys Zenz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-07-17
Filing date: 1962-07-17
Publication date: 1964-10-08
Also published as: GB1037066A; BE653541A; CH435717A; FR1363057A; NL6411568A

Description

Verfahren zur Nachbehandlung von Polyurethanschaumstoffen Es ist bekannt, Polyurethanschaumstoffe mit alkalisch oder sauer reagierenden, zur Hydrolyse von Ester- und/oder Urethangruppen befähigten Mitteln derart zu behandeln, daß eine Gewichtsverminderung von etwa 10 bis etwa 50°/o des ursprünglichen Gewichtes und gleichzeitig eine Verbesserung bestimmter Eigenschaften der Schaumstoffe, z. B. des Griffs, eintritt. Man hat auch bereits mit Wasser mischbare Lösungsmittel wie Aceton zu wäßrigen Behandlungslösungen der vorerwähnten Art zugesetzt; erfindungsgemäß werden dagegen in kürzerer Zeit, bei Raumtemperatur, Schaumstoffe mit vorteilhafteren Eigenschaften erhalten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Nachbehandlung von Polyurethanschaumstoffen unter Verwendung von alkalisch reagierenden Mitteln und Lösungsmitteln unter Gewichtsverminderung-von etwa 10 bis etwa 70e/o des ursprünglichen Schaumstoffgewichtes und anschließende Neutralisation des so behandelten Schaumstoffes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß wasserfreie Lösungen von alkalisch reagierenden Mitteln in niederen Alkoholen verwendet werden.

Während man nach den bekannten Verfahren erhöhte Temperaturen von z. B. 50 bis 800 C und Reaktionszeiten von 5 bis 10 Minuten anwenden muß, um die gewünschten Effekte zu erreichen, kann man nach dem Verfahren gemäß der Erfindung bei Raumtemperatur und wesentlich kürzeren Reaktionszeiten arbeiten. Beispielsweise wird bei den bekannten Verfahren eine Temperatur von 70 bis 800 C benötigt, wenn man die Nachbehandlung eines üblichen Polyurethanschaumstoffes unter Veiwendung von 10e/oiger Natronlauge in einer Zeit von 5 bis 10 Minuten durchführen will. Wenn man gemäß dem Verfahren der Erfindung arbeitet, kann man unter Verwendung einer 50/obigen Lösung von z. B. Kaliumhydroxyd in wasserfreiem Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Butylalkohol den gleichen Effekt in einer Zeit von etwa 15 bis 30 S kunden bei Zimmertemperatur erreichen. Das Kunststoffgerüst bleibt bei dem Merfahren gemäß der Erfindung sehr gut erhalten. Die Schaumstoffe, vor allem feinporige Schaumstoffe, bleiben zart und griffig. Die nachfolgende Tabelle zeigt die zweckmäßige Behandlungszeit bei Verwendung von 3e/Oigen Losungen von Kaliumhydroxyd in verschiedenen Alkoholen für verschiedene Pdyurethaüschaumstoffe.

Alkohol | Schaumstoff |- Behandlungszeit

Methylalkohol feinporig, Raumgewicht 40 bis 60 kg/mS 20 bis 40 Sekunden

Äthylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kg/m3 10 bis 20 Sekunden

Äthylalkohol mit Siliconen hergestellter Schaumstoff 50 Sekunden

Propylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kg/ms 15 Sekunden

Isopropylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kg/mS 20 Sekunden

Butylalkohol feinporig, Raumgewicht 18 bis 46 kgimS 30 Sekunden

Butylalkohol mit Siliconen hergestellter Schaumstoff 120 Sekunden

Abgesehen davon lassen sich gemäß dem neuen Verfahren Schaumstoffe nachbehandeln, die sich gemäß den bekannten Verfahren überhaupt nicht oder nur sehr schwer veredeln lassen. Beispielsweise kann ein mit Silikonöl hergestellter Polyurethanschaumstoff unter Verwendung einer 5- bis 150/obigen Lösung von Natriumhydroxyd in Methylalkohol bei Zim- mertemperatur in etwa 2 bis 3 Minuten aufgeschlossen werden, während man beim Arbeiten im wäßrigen Medium starke Säuren verwenden muß, um einen Aufschluß soleher Ausgangsprodukte zu erreichen.

Ähnliches gilt für die mit NCO-modifizierten Polyestern hergestellten Spezialschaumstoffe, die sich in einem wäßrigen Medium nur sehr schlecht aufschließen lassen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß der bei der Herstellung des Schaumstoffes verwendete Aktivator weitgehend aus dem Schaumstoff herausgelöst wird. Die in den Schaumstoffen sonst enthaltenen Reste von Aktivatoren bewirken eine geringe Alterungsbeständigkeit des Schaumstoffes. Durch das Herauslösen der Reste des Aktivators wird der Schaumstoff alterungsbeständiger.
Die Erfindung beruht unter anderem darauf, daß die für die Herstellung der Behandlungsbäder verwendeten niederen aliphatischen Alkohole ein größeres Benetzungsvermögen besitzen als Wasser und die Behandlungsbäder gemäß der Erfindung die Schaumstoffe dementsprechend gleichmäßiger und rascher durchdringen, als dies bei Verwendung von wäßrigen Bädern der Fall ist.
Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Behandlungsbäder können bezüglich ihres Gehalts an Natrium- und/oder Kaliumhydroxyd weitgehend variiert werden. Zweckmäßig werden Behandlungsbäder verwendet, die etwa 5 bis 300/o Alkalihydroxyd enthalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden. Dies bietet aber keinen technischen Vorteil gegenüber dem Arbeiten bei Raumtemperatur, da die Behandlungszeiten bei Raumtemperatur bereits genügend kurz sind, d. h. zwischen etwa 0,26 und 6 Minuten je nach Art des verwendeten Schaumstoffes liegen.

Die nachfolgende Tabelle zeigt das Verhältnis von Konzentration der Behandlungsbäder zur Behandlungszeit und der Art des verwendeten Schaumstoffes. Die in der Tabelle angeführten Behandlungszeiten beziehen sich auf das Arbeiten bei 18° C.

Kalium- Natrium- Natrium-

Schaumstoffart und Raumgewicht, kg/ms, Behandlungs- hydroxyd, hydroxyd, hydroxyd,

bei 1 bis 3 cm Plattenstärke zeit gelöst in gelöst in gelöst in

Methylalkohol Methylalkohol Athylalkohol

Polyurethanschaumstoff 0,5 Minuten 30%-15% 30 0!o - 150/o 40 olo

20 kg/m3 1 Minute 15010 Solo 150/0- Solo 20O/o

23 kglm3 1 Minute 15%- 50/0 15/0- 5 ovo 20 °/o

28 kg/m3 1 Minute 15%- 5°/o 15%- 5% 20 O/o

38 kg/m3 1 Minute 15%- 5% 15%- 5% 20%

Über 40 kg/m3 0,25 Minuten 30%-15% 30%-15% 40 Olo

Über 40 kg/mS 0,50 Minuten 100/o 5 15% °/o 20 ovo

Bei Schaumstoffen aus NCO-modifizierten Poly- 0,50 Minuten 30%-15% 300/015 0/o 40 O/o

estern; Raumgewicht 40 bis 60 kg/m³ 1 Minute 100/o- 50io 10%- SOlo 20 O/o

Mit Silikonen hergestellter Schaumstoff aus 2 Minuten 300/0150/0 30010150/0

NCO-modifizierten Polyestern; Raumgewicht 3 Minuten 15 0/o - °/o 150/0 - °/o

40 kg/m3

Mit Silikonen hergestellter Schaumstoff aus 4 Minuten 30 O/o 30%

NCO-modifizierten Polyestem; spezial-hart 6 Minuten 150/0 15 O/o

Die Behandlung gemäß der Erfindung wird derart durchgeführt, daß eine Gewichtsverminderung von etwa 10 bis etwa 70 0/o eintritt. Die Reißfestigkeit und die Dehnbarkeit der nachbehandelten Schaumstoffe sind im allgemeinen nicht schlechter, zum Teil besser, als bei den Ausgangsschaumstoffen. Ähnliches gilt für die Elastizität der Produkte.

Nach der Durchführung der Behandlung muß der Schaumstoff neutralisiert werden, was in bekannter Weise erfolgen kann. Zur Neutralisation eignen sich verdünnte, wäßrige Säuren, wie Essigsäure, Phosphorsäure oder Ameisensäure. Die erhaltenen Schaumstoffe sind in der Struktur weich, luftdurchlässig und leicht. Sie können für verschiedene Zwecke, z. B. als Filter, Wärmeisolatoren oder in der Textilindustrie, verwendet werden.
Beispiel 1 Eine 1 cm starke Platte aus einem feinporigen, normalen Polyesterurethanschaumstoff mit einem Raumgewicht von etwa 20 bis 22 kg wird in einer Lösung von 300 g Kaliumhydroxyd in 1000 ccm wasserfreiem Methylalkohol 1 Minute getaucht, anschließend herausgenommen, ausgewrungen und in einem 1 Ooloigen Essigsäurebad neutralisiert. Zum Schluß wird der Schaumstoff gründlich mit Wasser ausgespült. Der erhaltene feinporige Schaumstoff zeigt eine deutlich sichtbare Veränderung im Vergleich zum Ausgangsprodukt; er besitzt eine weiche, lebendige Struktur und offene Poren. Während das Gitternetz des Schaumstoffes gut erhalten ist, wurden die Zellwände als solche weitgehend beseitigt. Der so erhaltene Schaumstoff eignet sich auf Grund seiner Luftdurchlässigkeit sehr gut zum Kaschieren von Kunstfaserstoffen sowie zur Verwendung als Filter und/oder als Wärmeisolator. Auf Grund seiner Saugfähigkeit kann er auch für Schwämme aller Art verarbeitet werden.
Beispiel 2 Eine 5 cm dicke Platte eines feinporigen, mit Hilfe eines NCO-modifizierten Polyesters hergestellten Schaumstoffes wird bei Zimmertemperatur mit einer aus 300 g Kaliumhydroxyd und 1000 g Methylalkohol hergestellten Lösung behandelt. Die Platte wird 2 Minuten getaucht, anschließend herausgenommen, ausgewrungen und in einem 100/oigen Essigsäurebad neutralisiert. Zum Schluß wird der Schaumstoff gründlich mit Wasser ausgespült. Der so erhaltene Schaumstoff besitzt ein gut erhaltenes Gerüst, während seine Zellwände beseitigt sind; seine Elastizität und Festigkeit ist im Vergleich zum Ausgangsprodukt unverändert. Der veredelte Schaumstoff eignet sich für die Herstellung von Baustoffträgern, als Isolator, Grobfilter sowie für Schalldämpfungszwecke.
Beispiel 3 Der im Beispiel 1 beschriebene Schaumstoff wird mit einer Lösung von 10 g Natriumhydroxyd in 1000 g Methylalkohol bei einer Temperatur von 0° C behandelt. Die Behandlungszeit beträgt 1 Stunde.
Anschließend wird der Schaumstoff herausgenommen, ausgewrungen und in einem 15°/oigen Phosphorsäurebad neutralisiert. Zum Schluß wird der Schaumstoff gründlich mit Wasser ausgespült.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Nachbehandlung von Polyurethanschaumstoffen unter Verwendung von alkalisch reagierenden Mitteln und Lösungsmitteln unter Gewichtsverminderung von etwa 10 bis etwa 70 o des ursprünglichen Schaumstoffgewichtes und anschließende Neutralisation des so nachbehandelten Schaumstoffes, d a d u r c h gekennzeichnet, daß wasserfreie Lösungen von alkalisch reagierenden Mitteln in niederen Alkoholen verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1 176 044, 1 178 985.